第4节 眼睛和眼镜（培优教学课件）物理新教材人教版八年级上册

物理八年级上册 • 人教版 第五章 　透镜及其应用 第4节 　眼睛和眼镜 新课导入 同学们，我们用双眼领略祖国的大好河山。眼睛是怎样看清这万千风景的？ 今天一起来探究眼睛的成像奥秘。 学习目标 物理观念 能了解人眼的成像原理，知道近视眼和远视眼的成因及矫正方法；认识人眼的调节作用。 科学思维 实验探究 通过经历探究眼睛折光能力和矫正方法的问题、证据、解释、交流的过程，发展实验探究能力。 科学态度与责任 通过分析眼睛调节作用的过程，能从物理学的角度认识到眼睛的重要性，养成科学用眼的习惯，提高保护视力的意识。 能运用类比推理，认识“人眼结构”与凸透镜的成像规律之间的联系，构建人眼视物的物理模型。 重点难点 科学难点 1. 实验探究视力的矫正方法。 2. 区分近视、远视的成像位置差异，正确判断矫正透镜类型。 教学重点 1. 人眼成像的原理。 2. 近视眼和远视眼的矫正方法。 学习内容 01 02 眼睛 近视眼及其矫正 03 远视眼及其矫正 一、眼睛 第4节 眼睛和眼镜 一、眼睛 （1）眼球主要结构 晶状体 + 角膜 共同作用相当于一个凸透镜，把来自物体的光会聚起来。 视网膜 相当于照相机的光屏，像要清晰地落在这里。 视神经 把感光细胞产生的信号传给大脑，我们就“看到了”物体。 一、眼睛 一、眼睛 （2）眼睛的视物原理　 眼睛就是一部活的照相机 • 镜头：凸透镜，会聚光线成像。 • 底片：光屏，承接倒立实像。 • 调焦方式：镜头前后移动，改变像距。 • 角膜+晶状体：相当于凸透镜，会聚光线。 • 视网膜：相当于光屏，承接倒立实像。 • 调焦方式：睫状肌改变晶状体薄厚，改变焦距。 照相机成像 倒立缩小实像 人眼成像 倒立缩小实像 一、眼睛 人眼视物时，物距大于 2 倍焦距。物体反射的光线进入眼内，经角膜、晶状体折射，在视网膜上成倒立、缩小的实像。 感光细胞接收光信号，由视神经传给大脑，大脑会自动处理视网膜上的倒立图像，最终让我们看到正立的物体。 一、眼睛 照相机通过调焦使远近不同的物体都在底片上成清晰的像。 改变镜头和底片的距离，即改变像距。 照相机拍摄远近不同的物体 一、眼睛 　　人眼视网膜和晶状体位置固定，眼睛里的睫状肌牵拉晶状体，改变晶状体的形状，从而保证像始终成在视网膜上。 （3）精巧的变焦系统：晶状体调节 晶状体 视网膜 v 睫状体 一、眼睛 一、眼睛 看远处物体时 看近处物体时 睫状肌：放松 晶状体：变薄，焦距变大 对光的会聚能力增强 睫状肌：收缩 晶状体：变厚，焦距变小 对光的会聚能力减弱 一、眼睛 睫状肌调节晶状体的焦距有一定限度。 远点 正常眼能看清的最远点。 近点10~20cm 正常眼能看清的最近点。 明视距离：25cm 观察近处最清晰不疲劳的距离。 （4）远点、近点和明视距离 一、眼睛 【典例1】（2024•成都）“两个黄鹂鸣翠柳，一行白鹭上青天。” 杜甫的诗句描绘了成都草堂门前浣花溪秀丽的景色（意境图如图）。下列说法不正确的是（　　） A．能从各个方向看见黄鹂，是由于光发生了漫反射 B．看到溪水中的鱼比实际位置浅，是光的折射现象 C．阳光下的溪水波光粼粼，是水面对光的反射现象 D．目送白鹭高飞远去的过程中，眼睛的晶状体变厚 D 一、眼睛 【典例2】（2025•宿迁）人眼的晶状体相当于凸透镜，如图所示，下列光学仪器与人眼的晶状体成像原理相同的是（　　） A．放大镜 B．照相机 C．投影仪 D．平面镜 B 二、近视眼和远视眼及矫正 第4节 眼睛和眼镜 二、近视眼和远视眼及矫正 当晶状体不能调节或调节能力减弱会怎样呢？ 远处物体 近处物体 只能看清近处物体 只能看清远处物体 近视眼 远视眼 二、近视眼和远视眼及矫正 （1）近视眼的成因 1. 近视眼的成因及矫正 折光能力过强或眼球过长 近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体。 · 晶状体太厚，折光能力太强； · 或眼球在前后方向上太长。 二、近视眼和远视眼及矫正 （2）近视眼的成像现象 远处光线不能在视网膜上成清晰像 由于焦点在视网膜前，视网膜上只能接收到模糊的光斑。 · 远处物体发出的光线进入眼睛； ·光线在视网膜前提前会聚。 近视眼成像于视网膜前 二、近视眼和远视眼及矫正 看不清远处的模糊的景色怎么办呢？ 二、近视眼和远视眼及矫正 （3）近视眼的矫正 远处物体的成像位置在视网膜前 凹透镜 矫正后视网膜上成清晰的像 ①找出像的位置：视网膜前。 ②选择镜片作用：需要发散光线。 ③得出结论：近视镜片是凹透镜。 二、近视眼和远视眼及矫正 什么选择凹透镜？ 思 考 　　凹透镜能使光线发散。来自远处物体的光先经过凹透镜， 进入眼睛时会聚能力减弱，焦点向后移动。 · 近视：焦点在视网膜前； · 矫正：凹透镜使焦点后移； · 结果：焦点重新落在视网膜上。 发散 → 焦点后移 → 视网膜上成清晰像 二、近视眼和远视眼及矫正 近视眼镜，凸透镜，光屏，蜡烛 演　示 实验：模拟近视眼 实验材料 　　我们很多同学都戴近视眼镜，为什么近视眼看不清远处的物体？近视眼镜到底是凸透镜还是凹透镜？让我们通过实验来寻找答案。 二、近视眼和远视眼及矫正 ①将近视眼镜放在蜡烛和凸透镜中间，相当于给眼睛戴上眼镜。 ②移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，标出光屏位置， 相当于近视眼的视网膜位置。 实验步骤 观察结果 此时光屏上成清晰的倒立实像，这个位置就相当于近视眼的视网膜位置。 二、近视眼和远视眼及矫正 ③拿开眼镜，可以看到光屏上的像变模糊，这时光屏上的像就是近视眼患者不戴眼镜时看到的物体的情形。 ④保持蜡烛与凸透镜的位置不动，再移动光屏的位置，使像变清晰，标出光屏的位置，这表示近视眼实际成像的位置。 二、近视眼和远视眼及矫正 实验结论 · 近视眼成像位置在视网膜前方！ · 近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，使像向后移动到视网膜上。 二、近视眼和远视眼及矫正 （1）远视眼的成因 2. 远视眼的成因及矫正 　　晶状体太薄、折光能力太弱，或眼球前后方向太短，使得近物的像成在视网膜后面，在视网膜上会成一个模糊的光斑，得不到清晰的像。 远视眼成像于视网膜后 二、近视眼和远视眼及矫正 （2）远视眼矫正 近处物体的成像位置在视网膜后 矫正后视网膜上成清晰的像 凸透镜 视网膜后 → 凸透镜 → 焦点前移 二、近视眼和远视眼及矫正 年龄增长与眼睛调节 　　通常人们上了年纪以后，睫状体对晶状体的调节能力减弱，太近、太远的物体都可能看不清楚。生活中常说的老花眼镜， 通常使用凸透镜。 二、近视眼和远视眼及矫正 情况 像的位置 矫正镜片 正常眼 视网膜上 不需要 近视眼 视网膜前 凹透镜 远视眼/老花 视网膜后 凸透镜 三类情况对比 核心判断方法 · 先判断像落在视网膜前还是后； · 再判断需要让光线发散还是会聚; · 最后确定镜片类型。 口诀： 前凹后凸——像在前用凹透镜，像在后用凸透镜。 二、近视眼和远视眼及矫正 科学世界 （1）透镜焦度 　　透镜焦距 f 的长短标志着折光本领的大小。 焦距越短，折光本领越大。通常把透镜焦距的倒数叫作透镜焦度，用Φ 表示，即： 如果某透镜的焦距是0.5m，其焦度为 二、近视眼和远视眼及矫正 　　眼镜的规格通常用“度”表示，其数值等于焦距（单位：m）倒数的100倍，用D表示，即： f 为透镜焦距，单位为米（m） 凸透镜（远视镜）：焦距为正，度数为正 凹透镜（近视镜）：焦距为负，度数为负 例如：焦距 f = 0.5m 的近视镜（凹透镜），度数 =100/（-0.5）= -200度 （2）眼镜度数 二、近视眼和远视眼及矫正 佩戴眼镜注意事项 • 先经专业眼科医生或验光师验光， 确定准确度数。 • 选择合适的镜架和镜片，保证佩戴舒适。 • 不要随意佩戴他人的眼镜。 • 定期复查视力，及时调整度数。 二、近视眼和远视眼及矫正 二、近视眼和远视眼及矫正 1996年，教育部、团中央、中国残联等12个部委联合通知，确定每年6月6日为“全国爱眼日”。 二、近视眼和远视眼及矫正 　　我们怎样帮助近视或远视的人群看清眼前的景物，使他们能够更好地学习和生活呢? 到正规部门进行矫正配镜，定期进行视力测量。 多做户外运动， 认真做眼保健操。 避免长时间使用电子产品。 保证充足的睡眠和合理营养。 二、近视眼和远视眼及矫正 【典例1】（2024•河南）在“爱眼日”宣传活动中，小明用如图所示的装置研究眼睛的成像，此时烛焰在光屏上成清晰的像，用此模拟正常眼睛的成像。接下来下列操作可模拟近视眼的是（　　） A．向水透镜注水，烛焰的像成在光屏右侧 B．向水透镜注水，烛焰的像成在光屏左侧 C．从水透镜抽水，烛焰的像成在光屏右侧 D．从水透镜抽水，烛焰的像成在光屏左侧 B 二、近视眼和远视眼及矫正 【典例2】（2024•菏泽）小明透过爷爷的老花镜看远处的楼房，发现楼房成倒立缩小的像。以下说法正确的是（　　） A．老花镜对光有会聚作用 B．电影放映机的成像原理与该成像原理相同 C．老花镜不能当放大镜使用 D．爷爷远视眼是因为晶状体变厚了 A 三、课堂总结 近视眼及其矫正 成因：晶状体太厚或眼球前后方向上太长。 远视眼成因即矫正 眼睛 眼球的结构：角膜、晶状体、视网膜等 成像原理 远视眼及其矫正 眼睛和眼镜 远点、近点和明视距离 成因：晶状体太薄或眼球前后方向上太短 矫正：凸透镜 1. 眼睛具有很好的调节功能，才使我们能看清远近不同的物体。如图所示，当我们看远处物体时，物体的像正好成在视网膜上；当我们改为看近处物体时，为了使近处物体的像也成在视网膜上，晶状体的形状和焦距的变化情况分别是（　　） A．晶状体变厚，焦距变短 B．晶状体变厚，焦距变长 C．晶状体变薄，焦距变短 D．晶状体变薄，焦距变长 四、练习与应用 A 【解析】当我们从看远处物体改为看近处物体时（一般不小于10cm），此时的物距变小，像距会变大，像成在视网膜的后面，为了使近处物体成像在视网膜上，需要增大眼睛晶状体对光的偏折能力，即要增大晶状体的凸度，使得焦距变短，故A正确。 故选：A。 四、练习与应用 2. 下列说法正确的是（　　） A．近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体 B．近视眼晶状体太厚，折光能力太弱 C．远视眼用凹透镜矫正 D．远视眼眼球在前后方向上太长 A 四、练习与应用 【解析】A、近视眼是只能看清近处的物体，看不清远处的物体，故A正确； B、形成近视眼的原因是晶状体太厚，折光能力太强，故B错误； C、远视眼用凸透镜矫正，故C错误； D、远视眼是由于晶状体的折光能力太弱或眼球在前后方向上太短，故D错误。 故选：A。 四、练习与应用 3. 手机给人们带来了许多便利，但长时间盯着手机屏幕，容易导致视力下降。如图中关于近视眼及其矫正的原理图正确的是（　　） A．甲和乙 　　　　　B．甲和丁 C．丙和乙 　　　　　D．丙和丁 D 四、练习与应用 【解析】甲图的入射光线会聚在视网膜的后方，是晶状体折光能力太弱造成的，属于远视眼的成像情况；为了使光线会聚在原来会聚点前面的视网膜上，就需要在光线进入人的眼睛以前会聚一下，因此需佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正。 丙图的入射光线会聚在视网膜的前方，是晶状体折光能力太强造成的，属于近视眼的成像情况；为了使光线会聚在原来会聚点后面的视网膜上，就需要在光线进入人的眼睛以前发散一下，因此需佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正。 综上所述，只有选项D说法是正确的。 故选：D。 四、练习与应用 4. 小明的爷爷和爸爸都是老花眼，爷爷的老花眼更重一些，小明的妈妈则是近视眼，他们的三副眼镜都放在报纸上。如图，现在爸爸要看书，让小明把眼镜递给他，小明应该拿图_____中的那一副。图_____是小明妈妈的眼镜。 四、练习与应用 丙 乙 【解析】（1）甲和乙都是成的正立、放大的虚像，与放大镜的成像情况相符，所以甲和乙是凸透镜。远视眼要带凸透镜来矫正，因此在甲和乙中选取一个。 由于报纸上的字在甲中成的像大于在乙中成的像，所以甲凸透镜的焦距小于乙凸透镜的焦距，乙眼镜的度数小于甲眼镜的度数，所以小明要给爸爸拿图乙中的那一副。 （2）小明的妈妈是近视眼，眼镜应是凹透镜，因此选择丙图中的眼镜。 故答案为：乙；丙。 四、练习与应用 1．如图所示，小华拿出手机对着关闭的屏幕，看到了自己的_____（选填“虚”或“实”）像。开启手机利用相机功能进行拍照时，通过镜头成_____（选填“正立”或“倒立”）缩小的实像。由于不合理使用手机，小华患上了近视眼，图 _____（选填“甲”或“乙”）是近视眼的光路示意图。 五、提升训练 虚 倒立 乙 【解析】屏幕关闭时，手机屏幕相当于平面镜，成正立、等大的虚像； 开启屏幕打开手机前置摄像头，摄像头是凸透镜，此时小华到摄像头的距离大于两倍焦距，则他通过摄像头成的是倒立、缩小的实像； 近视眼是晶状体的曲度变大，会聚能力（即折光能力）增强，像呈在视网膜的前方，图乙是近视眼的光路示意图。 故答案为：虚；倒立；乙。 五、提升训练 2．眼睛是人体重要的器官之一，小明想弄清楚晶状体的厚度对眼睛成像远近的影响。根据凸透镜成像的规律，他用凸透镜和球形半透明的塑料盒自制了一个简易眼睛模型，模型上的凸透镜相当于人眼的晶状体，后面的塑料盒相当于视网膜，将蜡烛和模型放在光具座上，如图。 （1）我们观察物体时，物体在视网膜上能成倒立缩小的_____（选填“实像”或“虚像”）。 五、提升训练 实像 （2）如图甲所示，调节蜡烛到合适的高度后，移动蜡烛的位置，模型上成清晰的像，此时，像距应满足___________ （选填“f＜v＜2f”或“v＞2f”）。 （3）如图乙所示，给模型换上一块焦距小的凸透镜，像变模糊了。移动蜡烛，直到成清晰的像，发现蜡烛的位置离凸透镜近了。这表明焦距小的凸透镜厚度大，对光的偏折能力变_____（选填“弱”或“强”）。小明分析，当晶状体变厚时，远处物体成像在视网膜前方，需配戴_____透镜进行矫正。 五、提升训练 f＜v＜2f 凹 强 【解析】（1）人眼的晶状体相当于凸透镜，当人观察物体时，物体在2倍焦距以外，物体成的像是倒立、缩小的实像； （2）由图可知，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，此时，像的位置在一倍与二倍焦距之间，像距应满足f＜v＜2f； （3）给模型换上一块焦距小的凸透镜，像变模糊了。移动蜡烛，直到成清晰的像，发现蜡烛的位置离凸透镜近了。这表明焦距小的凸透镜厚度大，对光的偏折能力变强；当晶状体变厚时，远处物体成像在视网膜前方，需配戴对光线具有发散作用的凹透镜进行矫正。 故答案为：（1）实像；（2）f＜v＜2f；（3）强；凹。 五、提升训练 Lavf58.20.100 $